WO2020105983A1 - 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법 - Google Patents

로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법

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WO2020105983A1
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processing
robot arm
unit
machining
arm
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PCT/KR2019/015738
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김효영
김태곤
이석우
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한국생산기술연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a precision processing device using a robot arm and a method for operating the same, and more particularly, to a precision processing device using a robot arm and a method for operating the same, which can be performed quickly and precisely.
  • the robot arm (robot arm) has the advantage of high flexibility, while the precision is low, there was a problem that can not be applied to precise processing.
  • the robot arm is made up of several joints for flexible driving. Therefore, in order to precisely set the machining position using the robot arm, an error was measured using a laser, and then fine adjustment had to be performed by moving most of the joints constituting the robot arm. For this reason, when fine adjustment needs to be performed using a conventional robot arm, there is a problem in that it is difficult to perform real-time control because the work is complicated and takes a lot of time.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide a precision processing apparatus using a robot arm and an operation method thereof to be able to perform processing quickly and accurately.
  • the configuration of the present invention for achieving the above object is a processing unit for performing processing on the workpiece; A robot arm part that transfers the processing part to a processing position; And a control unit for controlling the position of the processing unit and the robot arm, wherein the processing unit is coupled to an end of the robot arm, and is coupled to enable movement and rotation of the x-axis, y-axis and z-axis. It provides a precision processing device using an arm.
  • the robot arm portion a rotation unit provided to be rotatable in one direction and the other direction;
  • a first arm unit coupled to one end of the rotating unit and rotated forward or rearward with the rotating unit as a rotating shaft;
  • a second arm unit coupled to one end of the other end of the first arm unit and pivoting forward or rearward with the first arm unit as a pivot;
  • a third arm unit coupled to one end of the second arm unit and provided to be rotatable in one direction or the other direction.
  • the third arm unit may be characterized in that the processing portion is coupled.
  • the processing unit is coupled to the robot arm portion, the x-axis, y-axis z-axis movement and rotation is provided so that the processing unit body; And it may be characterized in that it comprises a processing body is attached to the processing unit body is attached to the tool to perform the processing for the workpiece.
  • control unit is provided to control the movement of the robot arm portion, a robot control unit for controlling to transfer the processing portion to the machining position; And it is provided to control the movement of the processing unit, it may be characterized in that it comprises a processing control unit for controlling the end of the processing body provided in the processing unit to be located in the processing position.
  • a detection unit provided to detect the position of the end of the workpiece and the displacement of the machining position, the detection unit after the robot arm is moved by the robot control unit, the workpiece It may be characterized in that it is provided to detect the displacement of the end of the position and the displacement of the machining position to the machining control unit.
  • the configuration of the present invention for achieving the above object is a method of operating a precision machining apparatus using a robot arm, comprising: a) transferring the machining portion to the machining position by the robot arm; b) detecting the position of the end of the processing part transferred by the robot arm; And c) finely adjusting the position of the machining part so that the detected position of the end of the machining part is more precisely located at the machining position, wherein the machining part is provided with an x-axis and a y-axis z-axis at the end of the robot arm. It provides a method of operating a precision processing device using a robot arm, which is combined to enable movement and rotation, and performs fine adjustment while the robot arm is fixed.
  • the robot arm part in step a), may be characterized in that the robot control unit transfers the processing part to a machining position.
  • step b) the position of the end of the processing part and the displacement of the processing position may be detected by the detection unit.
  • step b) the position of the end of the processing part and the displacement of the processing position may be characterized in that it is provided to the robot control unit.
  • the position of the end of the processing part is finely adjusted to compare the position of the end of the processing part provided by the detection unit and the displacement of the processing position, so as to be more precisely located at the processing position. Can be done with
  • the configuration of the present invention for achieving the above object provides a control system of a precision processing device using a robot arm.
  • the effect of the present invention according to the above configuration can be performed quickly and precisely by using a flexible robot arm.
  • the processing portion when the robot arm portion with the processing portion attached to the end moves the processing portion to an approximate machining position, the processing portion may be moved separately from the robot arm portion to precisely move to a position corresponding to the processing location.
  • the processing part since the processing part is controlled and moved separately from the robot arm part, the micro-adjustment can be performed more simply and quickly than the robot arm part.
  • FIG. 1 is an exemplary view of a precision processing apparatus using a robot arm according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a flow chart showing a method of operating a precision processing apparatus using a robot arm according to an embodiment of the present invention.
  • the precision processing apparatus using the robot arm of the present invention includes: a processing unit that performs processing on a workpiece; A robot arm part that transfers the processing part to a processing position; And a control unit for controlling the position of the processing unit and the robot arm, wherein the processing unit is coupled to an end of the robot arm, and is coupled to enable movement and rotation of the x-axis, y-axis and z-axis. It provides a precision processing device using an arm.
  • FIG. 1 is an exemplary view of a precision processing apparatus using a robot arm according to an embodiment of the present invention.
  • the precision processing apparatus 100 using a robot arm includes a robot arm 110, a processing unit 120, a control unit 130, and a detection unit 140.
  • the robot arm portion 110 is provided to transfer the machining portion 120 to a machining position, the rotating unit 111, the first arm unit 112, the second arm unit 113 and the third arm unit 114 ).
  • the rotating unit 111 is located at the bottom of the robot arm 110, a guide portion (not shown) formed extending in the longitudinal direction of the workpiece can be provided. Then, the rotation unit 111 may be provided to be seated and coupled to the guide portion to slide along the guide portion.
  • the rotation unit 111 provided as described above may allow the robot arm 110 to move to a preset machining position.
  • the rotation unit 111 may be provided to be rotatable in one direction or the other direction based on the center. More specifically, after the rotation unit 111 is slid and moved to a preset machining position, the machining unit 120 may be rotated to face the workpiece. In particular, the rotating unit 111 may be rotated so that the machining unit 120 is positioned above the predetermined machining position.
  • the material to be processed may be carbon fiber reinforced plastic (CFRP), but the type of the material to be processed is not limited thereto.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the first arm unit 112 may be provided in the form of a bar having a predetermined length, one end is coupled to the rotating unit 111, the rotating unit 111 as a rotating shaft is rotated forward or rearward It can be provided.
  • the second arm unit 113 has a predetermined length, one end is coupled to the other end of the first arm unit 112, and the other end of the first arm unit 112 as a pivoting shaft forward or It may be provided to rotate backward.
  • the third arm unit 114 has one end coupled to the other end of the second arm unit 113 and may be provided to be rotatable in one direction or the other. At this time, the other end of the third arm unit 114 may be formed to be bent to face a direction perpendicular to one end of the third arm unit 114.
  • the other end of the third arm unit 114 may be provided so that the processing unit 120 is coupled.
  • the first arm unit 112 to the third arm unit 114 provided as described above can be individually rotated or rotated so that the processing unit 120 moves to a predetermined processing position to perform processing on the workpiece. Can be.
  • the processing unit 120 is provided to perform processing on the workpiece, and may be coupled to an end portion of the robot arm unit 110.
  • the processing part 120 may include a processing part body 121 and a processing body 122.
  • the processing unit body 121 may be provided to be capable of moving and rotating in the x-axis, y-axis and z-axis while being coupled to the robot arm 110.
  • the processing unit body 121 while the processing unit body 121 is coupled to the robot arm unit 110, it may be provided to be moved to one side and the other side in the x-axis direction, or to be moved forward and backward in the y-axis direction.
  • the height of the processing unit body 121 may be controlled in the z-axis direction, and may be rotatably provided in one direction and the other direction.
  • the processing body 122 may be provided in a state in which a tool is attached to the processing unit body 121 to perform processing on the workpiece.
  • the processing part body 121 may be controlled such that the end of the processing body 122 is located at the processing position.
  • the control unit 130 may be provided to control the positions of the processing unit 120 and the robot arm unit 110, and includes a robot control unit 131 and a processing control unit 132.
  • the robot control unit 131 is provided to control the movement of the robot arm portion 110, it may be controlled to transfer the processing unit 120 to the machining position. That is, the robot control unit 131 controls the rotating unit 111, the first arm unit 112, the second arm unit 113 and the third arm unit 114 to control the workpiece ( 122) can be controlled to be positioned on the machining position.
  • the processing control unit 132 is provided to control the movement of the processing unit 120, it is possible to control so that the end of the processing body 122 provided in the processing unit 120 is located in the processing position.
  • processing control unit 132 may be provided to control the processing unit body 121 so that the end of the processing body 122 located on the processing position can be more precisely positioned at the processing position. have.
  • the detection unit 140 may be provided to detect the position of the end of the workpiece 122 and the displacement of the machining position.
  • the detection unit 140 may be a detection device using a laser mechanism, but is not limited thereto.
  • the detection unit 140 detects the position of the end of the processing body 122 and the displacement of the processing position, so that the processing control unit ( 132).
  • the processing control unit 1320 detects the position of the end of the provided processing body 122 and the displacement of the processing position, and calculates the error of these displacements to move the processing unit body 121, thereby It is possible to precisely control the end of the work body 122 to be positioned at the predetermined processing position.
  • Figure 2 is a flow chart showing a method of operating a precision processing apparatus using a robot arm according to an embodiment of the present invention.
  • the robot arm may perform a step (S210) for transferring the machining portion to the machining position.
  • the robot arm 110 is controlled by the robot control unit 131 to transfer the machining unit 120 to the machining position.
  • the robot arm portion 110 is flexible, but it is not possible to precisely position the machining portion 120 at the machining position. That is, the robot arm part 110 may allow the processing part 120 to be located near the processing position.
  • the step S220 of detecting the position of the end of the processing part transferred by the robot arm may be performed.
  • the position of the end of the processing part 120 and the displacement of the processing position may be detected by the detection unit 140.
  • the detected position of the end of the processing unit 120 and the displacement of the processing position may be provided to the robot control unit 131.
  • a step (S230) of finely adjusting the position of the processed part so that the detected position of the end of the processed part is more precisely located at the processing position is performed (S230) Can be.
  • the position of the end of the machined part 120 is the provided by the detector 140 By comparing the position of the end of the processing unit 120 and the displacement of the processing position, it can be finely adjusted to be positioned more precisely in the processing position.
  • the robot arm 110 is rapidly transferred to the machining position by using the robot arm 110, and the minute position error is independently driven while the robot arm 110 is fixed.
  • the processing unit 120 By being controlled by the processing unit 120, it is possible to make a rapid and precise processing of the workpiece.
  • processing unit 120 120: processing unit
  • control unit 130 control unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

본 발명은 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신속하고 정밀하게 가공을 수행할 수 있기 위한 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법에 관한 것이다. 본 발명의 구성은 피가공재에 대한 가공을 수행하는 가공부; 상기 가공부를 가공 위치로 이송하는 로봇팔부; 및 상기 가공부 및 상기 로봇팔부의 위치를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 가공부는 상기 로봇팔부의 단부에 결합되되, x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치를 제공한다. (대표도 - 도 1)

Description

로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법
본 발명은 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신속하고 정밀하게 가공을 수행할 수 있기 위한 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법에 관한 것이다.
로봇을 이용한 유연가공시스템은 뛰어난 유연성으로 인해 자동차 및 항공분야에 적용하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
그러나, 로봇팔(robot arm)은 유연성이 높은 장점이 있는 반면에, 정밀도가 낮아, 정밀한 가공에는 적용이 불가능한 문제가 있었다.
이를 위해, 종래에는 레이저를 이용하여 로봇의 오차를 보상하는 기술을 사용하기도 하였으나, 이처럼 레이저를 이용해 로봇의 오차를 보상하는 기술은 로봇의 낮은 반응성에 따른 속도 저하로 실시간 제어가 어려운 문제가 있었다.
보다 구체적으로, 로봇팔은 유연한 구동을 위해 여러 개의 관절로 이루어져 있다. 따라서, 로봇팔을 이용하여 정밀하게 가공 위치를 설정하고자 할 경우, 레이저를 이용하여 오차를 측정한 다음, 로봇팔을 구성하는 복수의 관절을 대부분 움직여서 미세 조절을 수행해야만 했다. 그렇기 때문에, 종래의 로봇팔을 이용하여 미세 조절을 수행해야 할 경우, 작업이 복잡하고, 많은 시간이 소요되어 실시간 제어가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 유연한 로봇팔을 사용하면서도, 신속하고 정밀하게 가공을 수행할 수 있는 기술이 필요하다.
(선행특허문헌)
대한민국 공개특허 제10-2006-0021275호
대한민국 등록특허 제10-1789673호
대한민국 등록특허 제10-1671736호
대한민국 등록특허 제10-1864718호
대한민국 등록특허 제10-1759178호
대한민국 등록특허 제10-1843860호
대한민국 등록특허 제10-1709577호
대한민국 등록특허 제10-1864751호
대한민국 등록특허 제10-1717629호
대한민국 등록특허 제10-1665935호
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 신속하고 정밀하게 가공을 수행할 수 있기 위한 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치 및 이의 작동방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 피가공재에 대한 가공을 수행하는 가공부; 상기 가공부를 가공 위치로 이송하는 로봇팔부; 및 상기 가공부 및 상기 로봇팔부의 위치를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 가공부는 상기 로봇팔부의 단부에 결합되되, x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 로봇팔부는, 일방향 및 타방향으로 회전 가능하도록 마련되는 회전유닛; 상기 회전유닛에 일단부가 결합되며, 상기 회전유닛을 회동축으로 하여 전방 또는 후방으로 회동되는 제1 암유닛; 제1 암유닛의 타단부에 일단부가 결합되며, 상기 제1 암유닛을 회동축으로 하여 전방 또는 후방으로 회동되는 제2암유닛; 및 상기 제2 암유닛의 타단부에 일단부가 결합되며, 일방향 또는 타방향으로 회전 가능하도록 마련되는 제3 암유닛; 상기 제3 암유닛에는 상기 가공부가 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가공부는, 상기 로봇팔부에 결합되며, x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 마련된 가공부몸체; 및 상기 가공부몸체에 결합되어 상기 피가공재에 대한 가공을 수행하도록 공구가 부착된 가공체를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 로봇팔부의 움직임을 제어하도록 마련되며, 상기 가공부를 가공 위치로 이송하도록 제어하는 로봇제어유닛; 및 상기 가공부의 움직임을 제어하도록 마련되며, 상기 가공부에 마련된 가공체의 끝단이 가공 위치에 위치하도록 제어하는 가공제어유닛를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가공체의 끝단의 위치 및 가공 위치의 변위를 검출하도록 마련된 검출부를 더 포함하며, 상기 검출부는 상기 로봇제어유닛에 의해 상기 로봇팔부가 움직인 후에, 상기 가공체의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위를 검출하여 상기 가공제어유닛에 제공하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법에 있어서, a) 상기 로봇팔부가 상기 가공부를 상기 가공 위치로 이송시키는 단계; b) 상기 로봇팔부에 의해 이송된 상기 가공부의 끝단의 위치를 검출하는 단계; 및 c) 검출된 상기 가공부의 끝단의 위치가 상기 가공 위치에 보다 정밀하게 위치하도록 상기 가공부의 위치를 미세 조절하는 단계를 포함하며, 상기 가공부는 상기 로봇팔부의 단부에 x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 결합되어, 상기 로봇팔부가 고정된 상태에서 미세 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 a) 단계에서, 상기 로봇팔부는 상기 로봇제어유닛에 의해 상기 가공부를 가공 위치로 이송시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b) 단계에서, 검출부에 의해 상기 가공부의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위가 검출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 b) 단계에서, 상기 가공부의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위는 상기 로봇제어유닛에 제공되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가공부의 끝단의 위치는, 검출부에 의해 제공된 상기 가공부의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위를 비교하여, 상기 가공 위치에 보다 정밀하게 위치하도록 미세 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 제어 시스템을 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 유연한 로봇팔을 이용하여 신속하고 정밀하게 가공을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 끝단에 가공부가 부착된 로봇팔부가 가공부를 대략적인 가공 위치로 이동시키면, 가공부는 로봇팔부와 별도로 움직여서 가공 위치와 대응되는 위치로 정밀하게 이동하여 위치될 수 있다. 이때, 가공부는 로봇팔부와 별도로 제어되어 움직이고 소형이기 때문에 미세조절을 수행하기가 로봇팔부보다 단순하고 신속하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명인 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치는, 피가공재에 대한 가공을 수행하는 가공부; 상기 가공부를 가공 위치로 이송하는 로봇팔부; 및 상기 가공부 및 상기 로봇팔부의 위치를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 가공부는 상기 로봇팔부의 단부에 결합되되, x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치를 제공한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 예시도이다.
도 1에 도시된 것처럼, 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치(100)는 로봇팔부(110), 가공부(120), 제어부(130) 및 검출부(140)를 포함한다.
상기 로봇팔부(110)는 상기 가공부(120)를 가공 위치로 이송하도록 마련되며, 회전유닛(111), 제1 암유닛(112), 제2 암유닛(113) 및 제3 암유닛(114)를 포함한다.
상기 회전유닛(111)은 로봇팔부(110)의 최하단에 위치하며, 하부에 피가공재의 길이 방향으로 연장 형성된 가이드부(미도시)가 마련될 수 있다. 그리고, 상기 회전유닛(111)은 상기 가이드부에 안착 및 결합되어 상기 가이드부를 따라 슬라이딩되도록 마련될 수 있다. 이처럼 마련된 상기 회전유닛(111)은 상기 로봇팔부(110)가 기설정된 가공 위치로 이동하도록 할 수 있다.
또한, 상기 회전유닛(111)은 중심을 기준으로 일방향 또는 타방향으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 회전유닛(111)은 기설정된 가공 위치로 슬라이딩하여 이동된 후에, 상기 가공부(120)가 피가공재를 향하도록 회전될 수 있다. 특히, 상기 회전유닛(111)은 상기 가공부(120)가 기설정된 가공 위치의 상측에 위치하도록 회전될 수 있다.
그리고, 상기 피가공재는 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP)일 수 있으나, 상기 피가공재의 종류를 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 제1 암유닛(112)은 소정의 길이를 갖는 바 형태로 마련될 수 있으며, 일단부가 상기 회전유닛(111)에 결합되되, 상기 회전유닛(111)을 회동축으로 하여 전방 또는 후방으로 회동되도록 마련될 수 있다.
상기 제2 암유닛(113)은 소정의 길이를 갖고, 상기 제1 암유닛(112)의 타단부에 일단부가 결합되며, 상기 제1 암유닛(112)의 타단부를 회동축으로 하여 전방 또는 후방으로 회동되도록 마련될 수 있다.
상기 제3 암유닛(114)은 상기 제2 암유닛(113)의 타단부에 일단부가 결합되며, 일방향 또는 타방향으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 이때, 상기 제3 암유닛(114)의 타단부는 상기 제3 암유닛(114)의 일단부와 수직한 방향을 향하도록 절곡되어 형성될 수 있다.
그리고, 상기 제3 암유닛(114)의 타단부에는 상기 가공부(120)가 결합되도록 마련될 수 있다.
상기와 같이 마련된 제1 암유닛(112) 내지 제3 암유닛(114)은 상기 가공부(120)가 기설정된 가공위치로 이동하여 피가공재에 대한 가공을 수행하도록 개별적으로 회동 또는 회전 가능하게 마련될 수 있다.
상기 가공부(120)는 피가공재에 대한 가공을 수행하도록 마련되며, 상기 로봇팔부(110)의 끝단부에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 가공부(120)는 가공부몸체(121) 및 가공체(122)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 가공부몸체(121)는 상기 로봇팔부(110)에 결합된 상태에서, x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 가공부몸체(121)는 상기 로봇팔부(110)에 결합된 상태에서, x축 방향인 일측 및 타측으로 이동되거나, y축 방향인 전방 및 후방으로 이동 가능하게 마련될 수 있다. 그리고, 상기 가공부몸체(121)는 z축 방향인 높이가 제어될 수 있으며, 일방향 및 타방향으로 회전 가능하게 마련될 수 있다.
상기 가공체(122)는 상기 가공부몸체(121)에 결합되어 상기 피가공재에 대한 가공을 수행하도록 공구가 부착된 상태로 마련될 수 있다.
상기 가공부몸체(121)는 상기 가공체(122)의 끝단이 상기 가공 위치에 위치하도록 제어될 수 있다.
상기 제어부(130)는 상기 가공부(120) 및 상기 로봇팔부(110)의 위치를 제어하도록 마련될 수 있으며, 로봇제어유닛(131) 및 가공제어유닛(132)을 포함한다.
상기 로봇제어유닛(131)은 상기 로봇팔부(110)의 움직임을 제어하도록 마련되며, 상기 가공부(120)를 가공 위치로 이송하도록 제어할 수 있다. 즉, 상기 로봇제어유닛(131)은 상기 회전유닛(111), 상기 제1 암유닛(112), 상기 제2 암유닛(113) 및 상기 제3 암유닛(114)을 제어하여 상기 가공체(122)의 끝단을 가공 위치 상에 위치되도록 제어할 수 있다.
상기 가공제어유닛(132)은 상기 가공부(120)의 움직임을 제어하도록 마련되며, 상기 가공부(120)에 마련된 가공체(122)의 끝단이 가공 위치에 위치하도록 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 가공제어유닛(132)은 상기 가공 위치 상에 위치한 상기 가공체(122)의 끝단이 보다 정밀하게 가공 위치에 위치될 수 있도록 상기 가공부몸체(121)를 제어하도록 마련될 수 있다.
상기 검출부(140)는 상기 가공체(122)의 끝단의 위치 및 가공 위치의 변위를 검출하도록 마련될 수 있다.
상기 검출부(140)는 레이저 기구를 이용한 검출장치 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 검출부(140)는 상기 로봇제어유닛(131)에 의해 상기 로봇팔부(110)가 움직인 후에, 상기 가공체(122)의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위를 검출하여 상기 가공제어유닛(132)에 제공하도록 마련될 수 있다.
그리고, 상기 가공제어유닛(1320)은 제공받은 상기 가공체(122)의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위를 검출하고 이들 변위의 오차를 연산하여 상기 가공부몸체(121)를 이동시킴으로써, 상기 가공체(122)의 끝단이 기설정된 상기 가공 위치에 위치하도록 정밀하게 제어할 수 있다.
이하, 전술한 바와 같이 마련된 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치(100)의 작동방법을 구체적으로 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 더 참조하면, 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법은 먼저, 로봇팔부가 가공부를 가공 위치로 이송시키는 단계(S210)를 수행할 수 있다.
로봇팔부가 가공부를 가공 위치로 이송시키는 단계(S210)에서, 상기 로봇팔부(110)는 상기 로봇제어유닛(131)에 의해 제어되어 상기 가공부(120)를 가공 위치로 이송시킬 수 있다.
이때, 상기 로봇팔부(110)는 유연하긴 하나, 정밀하게 상기 가공부(120)가 상기 가공 위치에 위치하도록 할 수는 없다. 즉, 상기 로봇팔부(110)는 상기 가공부(120)가 가공 위치 부근에 위치하도록 할 수 있다.
로봇팔부가 가공부를 가공 위치로 이송시키는 단계(S210) 이후에는, 로봇팔부에 의해 이송된 가공부의 끝단의 위치를 검출하는 단계(S220)를 수행할 수 있다.
구체적으로, 로봇팔부에 의해 이송된 가공부의 끝단의 위치를 검출하는 단계(S220)에서는, 상기 검출부(140)에 의해 상기 가공부(120)의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위가 검출될 수 있다. 그리고 검출된 상기 가공부(120)의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위는 상기 로봇제어유닛(131)에 제공될 수 있다.
로봇팔부에 의해 이송된 가공부의 끝단의 위치를 검출하는 단계(S220) 이후에는, 검출된 가공부의 끝단의 위치가 가공 위치에 보다 정밀하게 위치하도록 가공부의 위치를 미세 조절하는 단계(S230)가 수행될 수 있다.
검출된 가공부의 끝단의 위치가 가공 위치에 보다 정밀하게 위치하도록 가공부의 위치를 미세 조절하는 단계(S230)에서, 상기 가공부(120)의 끝단의 위치는, 상기 검출부(140)에 의해 제공된 상기 가공부(120)의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위를 비교하여, 상기 가공 위치에 보다 정밀하게 위치하도록 미세 조절될 수 있다.
이처럼 마련된 본 발명은, 상기 로봇팔부(110)를 이용하여 신속하게 상기 가공부(120)를 가공 위치로 이송하고, 미세한 위치 오차는 상기 로봇팔부(110)가 고정된 상태에서 독립적으로 구동되는 상기 가공부(120)에 의해 조절됨으로써, 피가공재에 대한 신속하고 정밀한 가공이 이루어지도록 할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
(부호의 설명)
100: 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치
110: 로봇팔부
111: 회전유닛
112: 제1 암유닛
113: 제2 암유닛
114: 제3 암유닛
120: 가공부
121: 가공부몸체
122: 가공체
130: 제어부
131: 로봇제어유닛
132: 가공제어유닛
140: 검출부

Claims (11)

  1. 피가공재에 대한 가공을 수행하는 가공부;
    상기 가공부를 가공 위치로 이송하는 로봇팔부; 및
    상기 가공부 및 상기 로봇팔부의 위치를 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 가공부는 상기 로봇팔부의 단부에 결합되되, x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 결합된 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 로봇팔부는,
    일방향 및 타방향으로 회전 가능하도록 마련되는 회전유닛;
    상기 회전유닛에 일단부가 결합되며, 상기 회전유닛을 회동축으로 하여 전방 또는 후방으로 회동되는 제1 암유닛;
    제1 암유닛의 타단부에 일단부가 결합되며, 상기 제1 암유닛을 회동축으로 하여 전방 또는 후방으로 회동되는 제2암유닛; 및
    상기 제2 암유닛의 타단부에 일단부가 결합되며, 일방향 또는 타방향으로 회전 가능하도록 마련되는 제3 암유닛;
    상기 제3 암유닛에는 상기 가공부가 결합되는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가공부는,
    상기 로봇팔부에 결합되며, x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 마련된 가공부몸체; 및
    상기 가공부몸체에 결합되어 상기 피가공재에 대한 가공을 수행하도록 공구가 부착된 가공체를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 로봇팔부의 움직임을 제어하도록 마련되며, 상기 가공부를 가공 위치로 이송하도록 제어하는 로봇제어유닛; 및
    상기 가공부의 움직임을 제어하도록 마련되며, 상기 가공부에 마련된 가공체의 끝단이 가공 위치에 위치하도록 제어하는 가공제어유닛를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가공체의 끝단의 위치 및 가공 위치의 변위를 검출하도록 마련된 검출부를 더 포함하며,
    상기 검출부는 상기 로봇제어유닛에 의해 상기 로봇팔부가 움직인 후에, 상기 가공체의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위를 검출하여 상기 가공제어유닛에 제공하도록 마련된 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치.
  6. 제 1 항에 따른 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법에 있어서,
    a) 상기 로봇팔부가 상기 가공부를 상기 가공 위치로 이송시키는 단계;
    b) 상기 로봇팔부에 의해 이송된 상기 가공부의 끝단의 위치를 검출하는 단계; 및
    c) 검출된 상기 가공부의 끝단의 위치가 상기 가공 위치에 보다 정밀하게 위치하도록 상기 가공부의 위치를 미세 조절하는 단계를 포함하며,
    상기 가공부는 상기 로봇팔부의 단부에 x축, y축 z축 이동 및 회전이 가능하도록 결합되어, 상기 로봇팔부가 고정된 상태에서 미세 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 a) 단계에서,
    상기 로봇팔부는 상기 로봇제어유닛에 의해 상기 가공부를 가공 위치로 이송시키는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서,
    검출부에 의해 상기 가공부의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위가 검출되는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 b) 단계에서,
    상기 가공부의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위는 상기 로봇제어유닛에 제공되는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 c) 단계에서,
    상기 가공부의 끝단의 위치는, 검출부에 의해 제공된 상기 가공부의 끝단의 위치 및 상기 가공 위치의 변위를 비교하여, 상기 가공 위치에 보다 정밀하게 위치하도록 미세 조절되는 것을 특징으로 하는 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 작동방법.
  11. 제 1 항에 따른 로봇팔을 이용한 정밀 가공장치의 제어 시스템.
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